【文档说明】河北省衡水市第十四中学2020-2021学年高二上学期四调考试物理试卷.doc，共(16)页，1.362 MB，由小赞的店铺上传

转载请保留链接：https://www.doc5u.com/view-35b08825fe0c0f185ded6d433da726f5.html

以下为本文档部分文字说明：

-1-2020-2021学年度上学期高二年级四调考试物理试卷一、单选题（共24分，每题3分）1.如图,一水平放置的矩形闭合线框abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在这个过程中,线圈中

感应电流()A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动2.如图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻

R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)()A.由c到d,2/IBrR=B.由d到c,2/IBrR=C.由c到d,()2/2IBrR=D.由d到c,()2/2IBrR=3.如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B

，磁场区域的宽度均为a，一个正三角形导线框ADC（高为a）从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，则感应电流I与线框移动距离x的关系图像正确的是（）-2-A.B.C.D.4.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1，R2和R3的阻值分别为

3Ω，1Ω，4Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为()A.2B.3C.4D.55.如图所示,电路中完全相同的三只灯泡a,b,c分别与电阻R、电感L、电容C串联

,然后再并联到200V、50Hz的交流电路上,三只灯泡亮度恰好相同。若保持交变电压不变,将交变电流的频率增大到60Hz,则三灯的亮度变化是()A.三灯亮度不变B.三灯均变亮C.a变、b变亮、c变暗D.a不变、b变暗、c变亮-3-6.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,b是原线圈的

中心抽头,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为12202sin100utV=,则()A.当单力双掷开关与a连接时,电压表的示数为22VB.当1600ts=时,c、d间的电压瞬时值为110VC.单力双掷开关与a连接,在滑动变阻器触头

P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变小7.如图所示是一交变电流的i-t图象，则该交流电电流的有效值为()A.330A3B.22AC.4AD.8A38.均匀带电的球壳在

球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有MN、两点,2OMONR==.已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为()A.22kqER−B.24kqRC.24kqER

−D.24kqER+-4-二、多选题（共16分，每题4分）9.半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为0R。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。直杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速

直线运动,直杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,直杆的位置由θ确定,如图所示。则()A.0=时,直杆产生的电动势为2BavB.π3=时,直杆产生的电动势为3BavC.0=时,直杆受的安培力大小为202(π2)BavR+D

.π3=时,直杆受的安培力大小为203(5π3)BavR+10.如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为B，磁场方向与竖直面垂直，磁场的上、下边界均为水平面且间距为L，纸面（竖直平面）内磁场上边界的上方有一质量为m、电阻为R的正方形导线框abcd，其边长为L，上、下

两边均与磁场边界平行。将线框以初速度0v水平抛出，线框恰能匀速进入磁场，重力加速度为g，不计空气阻力，则（）A.线框抛出时ab边距离磁场上边界的高度为22442mgRBLB.线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量为22BLRC.线框通过磁场的过程中

水平位移为2302BLvmgR-5-D.线框通过磁场的过程中cd边产生的热量为2mgL11.如图，为探讨霍尔效应，取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，给金属导体加与侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面M、

N间电压为U．已知自由电子的电荷量为e．下列说法中正确的是()A．M板比N板电势高B．霍尔元件是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器C．导体中自由电子定向移动的速度为UvBd=D．导体单位体积内的自由电子数为B

IeUb12.如图甲所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距0.4mL=，导轨的左端与阻值0.3R=的电阻相连，导轨电阻不计。导轨在0x一侧，存在沿x方向均匀增大的磁场，其方向垂直导轨平面向下，磁感应强度B随位置x

变化如图乙所示。一根质量0.2kgm=、电阻0.1r=的金属棒MN置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下，从0x=处以初速度02m/sv=沿导轨向右作变速运动，且金属棒MN在运动过程中受到的安培力大小不变。下列说法中正确的是()A．金属棒MN向右做匀加

速直线运动B．金属棒MN在1mx=处的速度大小为1m/s2C．金属棒MN从0x=运动到1mx=过程中，外力F所做的功为0.175JD．金属棒MN从0x=运动到2mx=过程中，流过金属棒MN的电荷量为2C三、实验题-6-13.（6分）现有

一合金制成的圆柱体.为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示。（1）.由图读得圆柱体的直径为________________mm,长度为____________

cm。（2）.若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=________。14.（9分）某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻,实验室准备了下列器材:A.待测干电池E(电动势约为1,5V,内阻约为1

)B.电流表G(满偏电流3.0mA,内阻为100)C.电流表A(量程0~0.6A,内阻约为1)D.滑动变阻器1R(0~10,额定电流为2A)E.滑动变阻器2R(0~1k,额定电流为1A)F.定值电阻0R(阻值为900)G.开关一个,导线若干（1）.为了能比较准确地进行

测量,同时还要考虑操作的方便,实验中滑动变阻器应选__________.（2）.根据题意在图中画出该实验所需要的电路图（3）.根据电路图,将实物图连接起来,组成完整的电路.-7-（4）.如图所示,是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线,其中

,纵坐标1I为电流表G的示数,横坐标2I为电流表A的示数,由图可知,被测干电池的电动势为__________V,内电阻为__________(保留两位有效数字).四、计算题15.（10分）如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴正方向;在

第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正三角形边长为L,且ab边与y轴平行.一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的()0,Ph点,以大小为0v的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的()2,0ah点进入第Ⅳ象限,又经过磁场从y轴上

的某点进入第Ⅲ象限,且速度与y轴负方向成45角,不计粒子所受的重力.求:（1）.电场强度E的大小;（2）.粒子到达a点时速度的大小和方向;（3）.abc区域内磁场的磁感应强度的最小值B.16.（10分）一小型发电站通过升压、

降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW，路端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求：-8-(1)升压变压器的副线圈两端电压；(2)输电导线上的功率损失；(3)降压变压器

原、副线圈的匝数比；(4)用户得到的功率．17.(10分)如图所示,固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距10.5Lm=,金属棒ad与导轨左端bc的距离2L0.8m=,整个闭合回路的电阻为0.2R=,匀

强磁场的方向竖直向下穿过整个回路.ad杆通过细绳跨过定滑轮接一个质量0.04mkg=的物体,不计一切摩擦.现使磁感应强度从零开始以0.2/BTst=的变化率均匀地增大,求经过多长时间物体m刚好能离开地面?(g取1

02/ms)18.（15分）如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、''MN位于同一水平面上,两轨道之间的距离0.50lm=.轨道的'MM端之间接一阻值0.40R=的定值电阻,'NN端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、''N

P平滑连接,两半圆轨道的半径均为00.50Rm=.直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度0.64BT=的匀强磁场中,磁场区域的宽度0.80dm=,且其右边界与'NN重合.现有一质量0.20mkg=、电阻0.10

r=的导体杆-9-ab静止在距磁场的左边界2.0sm=处.在与杆垂直的水平恒力2.0FN=的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点'PP.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直

,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数0.10=,轨道的电阻可忽略不计,取210/gms=,求:（1）.导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向;（2）.导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量;（3）.导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热.

-10-参考答案1.答案：A解析：本题考查用楞次定律判断感应电流的方向,关键要分析清楚矩形线圈由位置Ⅰ到位置Ⅱ和由位置Ⅱ到位置Ⅲ两过程中,穿过线圈的磁感线方向相反.由条形磁铁的磁场可知,线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最少,为零,故线圈从位置Ⅰ到

位置Ⅱ,从下向上穿过线圈的磁通量在减少,线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ,从上向下穿过线圈的磁通量在增加,根据楞次定律可知,感应电流的方向都是沿abcd流动.2.答案：D解析：根据法拉第电磁感应定律,感应电动势21122EBrrBr==,由欧姆定律得通过电阻R的电流22122B

rEBrIRRR===.圆盘相当于电源,由右手定则判断可知电流方向为由边缘指向圆心,所以电阻R中的电流方向为由d到c.选项D正确.3.答案：C解析：本题导体的运动可分为三段进行分析,根据楞次定律可判断电路中感应电流的方向;由

导体切割磁感线时的感应电动势公式可求得感应电动势的大小.线框从开始进入到全部进入第一个磁场时,磁通量向里增大,则由楞次定律可知,电流方向为逆时针,故B错误;因切割的有效长度均匀增大,故由EBLv=可知,电动势也均匀增加;而在全部进入第一部分磁场时,磁通量达到最大,该瞬间变化率为零,故电动势为零,故

A错误;当线圈开始离开第二段磁场时,线圈中磁通量向外减小,则可知电流为逆时针,故D错误,C正确.4.答案：B解析：设理想变压器原、副线圈匝数比值为k,根据题述,当开关S断开时,电流表示数为I,则由闭合电路欧姆定律得,11UIRU=+。由变

压公式12/UUk=及功率关系122UIUI=,可得21/IIk=,即副线圈输出电流为2IkI=,()()222323UIRRkIRR=+=+。当开关S闭合时,电流表示数为4I,则有114'UIRU=+。由变压器公式12'/'UUk=及功率

关系122'4''UIUI=,可得()2'/4IIk=,即副线圈输出电流为2'4IkI=,2222''4UIRkIR==;联立解得k=3,选项B正确。5.答案：D-11-解析：将交变电流的频率增大时,电阻R的阻值不随频率而变化,交变电压不变,灯泡a的电

压不变,亮度不变.电感L的感抗增大,流过b的电流减小,b变暗.电容C的容抗减小,流过c的电流减大,c变亮,故选D点评:解决本题的关键知道电感器对电流的变化有阻碍作用,当电流增大时,会阻碍电流的增大,当电流减小时,会阻碍其减小。6.答案：A解析

：由正弦式电流的最大值与有效值的关系,可以确定原线圈电压有效值为220V,电压表所测电压值也是有效值,因变压器原、副线圈电压比等于匝数比,所以电压表示数为22V,A正确.将1600ts=代入瞬时值表达式

计算得1102uV=,B错.对于理想变压器,副线圈电压只与原线圈电压和原、副线圈匝数比有关,所以滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表示数不变,所以C错.开关由a扳向b,原、副线圈匝数比变小,所以副线圈电压变大,电流变大

,所以D错.7.答案：A解析：设交流电电流的有效值为I,周期为T,电阻为R.则222122442233TRTIRT=+,解得230A3I=.8.答案：A解析：抓住带电体电场的对称性特点,结合场的叠加进行分析.

完整球壳在M点产生电场的场强为222(2)2qkqkRR=,根据电场叠加原理,右半球壳在M点产生电场的场强为22kqER−,根据对称性,左半球壳在N点产生电场的场强为22kqER−,A

正确.9.答案：AD解析：当0=时,直杆切割磁感线的有效长度12la=,所以直杆产生的电动势112EBlvBav==,选项A正确。此时直杆上的电流11002(π2)(π2)EBvIaaRR==++,直杆受到的安培力大小211104

(π2)BavFBIlR==+,选项C错误。当π3=时,直杆切割磁感线的有效长度2π2cos3laa==,直杆产生的电动势22EBlvBav==,选项B错误。此时直杆上的电流220032π(5π3)2π6EBvI

aRaaR==+−+,直杆受到的安培力大小222203(5π3)BavFBIlR==+,选项D正确。10.答案：AC-12-解析：11.答案：BCD12.答案：BD解析：根据题图乙得B与x的函数关系式0.50.5Bx＝＋，金属棒向右运动切割磁感线产生感

应电动势EBLv＝，感应电流EBLvIRrRr=++＝，安培力22BLvBLvFBILBLRrRr=++安＝＝，解得22222()0.410(0.50.5)0.4(1)FRrFFvBLxx+==++

安安安＝，根据匀变速直线运动的速度位移公式2202vvax－＝，如果是匀变速直线运动，2v与x成线性关系，而由上式知，金属棒不可能做匀减速直线运动，故A错误；根据题意金属棒所受的安培大小不变，x＝0处与x＝1处安培大小相等，有22220011BLvBLvRrRr=++，即20

01210.5m/sBvvB=＝，故B正确；金属棒在x＝0处的安培力大小为22000.2NBLvFRr=+安＝，对金属棒从x＝0运动到1mx＝过程中，根据动能定理有221011·22FWFxmvmv−安－＝，代入数据解得0.175JFW＝－，故C错误；根据电荷量公式BxqLRrRr=++＝

，x＝0到2mx＝过程中B－x图象包围的面积0.51.5·222BxTmTm+=＝，20.4C2C0.4qRr==+＝，故D正确。13.答案：1.1.842(1.841~1.844均可)4.2402.24DU

IL解析：1.螺旋测微器的读数为1.5mm+34.4×0.01mm=1.844mm;游标卡尺读数为42mm+8×0.05mm=42.40mm=4.240cm。2.由电阻定律LRS=知,22ULID=,得24DUI

L=。-13-14.答案：1.D;2.3.4.1.4(1.38-1.42均可);0.67(0.66-0.68均可)解析：15.答案：1.202mvqh2.02v,方向与x轴正方向夹角为453.02mvqL解析：1.粒子在匀强电场中做平抛运动,212hat=,0

2xvth==根据牛顿第二定律qEma=联立解得202mvEqh=2.在a点时沿负y方向的分速度0yvatv==则22002yvvvv=+=0tan1yvv==-14-所以,粒子在a点的速度大小为02v,方向与x轴正方向夹角为45.3.当粒子从b

点射出时,磁感应强度B最小.根据几何关系知,22RL=带电粒子在磁场中做圆周运动,满足2vqvBmR=联立解得02mvmvBqRqL==16.答案：(1)2500V(2)60kW(3)10∶1(4)440kW解析：输电线路原理图如图所示(1)升压变压器的副线圈两端电压U2＝211nUn

＝2500V.(2)输电导线上的电流I2＝22PU＝200A.输电导线上的功率损失P损＝I22Ir线＝60kW.(3)输电导线上的电压ΔU＝I2r线＝300V，降压变压器原线圈的电压U3＝U2－ΔU＝2200V，降压变压器原、副线圈的匝数比为334410:1nUnU==(

4)用户得到的功率P用＝P1－P损＝440kW.17.答案：物体刚要离开地面时,其受到的拉力F等于它的重力mg,而拉力F等于棒所受的安培力,即:1mgBIL=,-15-其中BBtt=,感应电流由变化的磁场产生121LLEBIRtttR===,所以由

上述两式可得:21210mgRtttsLLBB==.解析：18.答案：1.设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时速度为1v,根据动能定理,则有211()2Fmgsmv−=,导

体杆刚进入磁场时产生的感应电动势1EBlv=,此时通过导体杆上的电流大小/()3.84IERrA=+=(或3.8A).根据右手定则可知,电流方向为由b到a.2.设导体杆在磁场中运动的时间为t,产生的感应电动势的平均值为E,则由法拉第电磁感

应定律有//EtBldt==,通过电阻R的感应电流的平均值/()IERr=+,通过电阻R的电荷量0.512qItC==(或0.51C).3.设导体杆离开磁场时的速度大小为2v,运动到圆轨道最高点的速度为3v,因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点,根据牛顿第二定律,对导体杆在轨道最高点

时有230/mgmvR=,对于导体杆从'NN运动至'PP的过程,根据机械能守恒定律有2223011222mvmvmgR=+,解得25.0/vms=.导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能2212111.122EmvmvJ=−=.此过程中电路产生的焦耳热为0.94QEmgdJ=

−=.-16-